铁路散货自翻车设计说明书

《机械原理课程设计》说明书铁路散货自翻车2012年12月19日目录1.绪论…….........................................................................................................................................31.1.选题背景及意义……............................................................................................................31.1.1.自翻车相关背景……….……………………………………………………………31.1.2.本设计题目的意义……...............................................................................................31.2.本文主要研究的内容…........................................................................................................32.自翻车设计….................................................................................................................................42.1.自翻车卸货原理……............................................................................................................42.1.1.卸货时情况……...........................................................................................................42.1.2.自翻车设计的相关要求…….......................................................................................52.1.3.机构方案及原理…...................................................................................................…52.1.4.方案比较并选定...........................................................................................................72.2.方案二机构运动分析……................................................................................................72.2.1.液压缸推动分析…….................................................................................................72.2.2.三角机构拉伸过程……...............................................................................................82.2.3.车门联动打开过程…….............................................................................................82.2.4.液压缸收缩车身翻转过程…….................................................................................92.2.5.联动关门过程…….......................................................................................................92.3.自翻车的相关数据计算……................................................................................................92.3.1.液压油缸受力计算…….............................................................................................92.3.2.各杆件长度设计和计算……...............................................................................102.4.仿真……............................................................................................................................142.4.1.三维零件建模和组装….............................................................................................142.4.2.三维模型的运动仿真…….........................................................................................152.4.3.三维仿真结果分析及优化….....................................................................................152.5.倾翻稳定性……..................................................................................................................162.5.1.倾翻稳定性分析…….................................................................................................162.5.2.影响自翻车卸货稳定性的原因…….........................................................................163.心得体会…….............................................................................................................................164.参考资料…….............................................................................................................................175.Matlab计算程序……................................................................................................................181.绪论1.1.选题背景及意义1.1.1.自翻车相关背景我国铁路承担着繁重的运输任务，其中货物运输尤甚。而货物运输中散装货物所占的比重较大，约占货物运输的60%，但其装卸(特别是卸货)的机械化程度较低。因此提高对这类货物装卸的机械化、自动化水平迫在眉睫。目前，我国散装货物运输主要靠通用敞车来完成。卸车作业在一些大型厂、矿和港口采用翻车机、链斗卸车机卸货。但很大一部分中小型厂、矿及站厂的卸车作业，还没有比较合适的机械。同时翻车机设备庞大复杂，有一定的局限性，且易破坏车辆;链斗卸车机效率低，边角部位不易清除，很难满足粒(块)状货物的卸货要求。对如何进一步提高散装货物卸车机械化的程度，应从两方面考虑:其一，从卸车机具考虑，研制装卸机械化的设备;其二，采取设备与车辆合二为一的方法，使它们能更好地满足不同散装货物的高效卸车要求。后者是提高卸车措施的有效途径，这就要求大力发展专用车辆的数量和品种。从世界各国铁路货车的发展趋势看，专用货车发展的速度很快，我国目前粒(块)状货物运输约占散状货物总运输量的40%，而与之相适应的运输车辆则较少，特别是自动倾翻车更少。因此大力发展自动倾翻车势在必行。自翻车是一种卸车设备与车辆结构结合在一起的专用车辆，适用于在标准轨距上运输矿石、剥离岩石、沙砾、煤块、建筑材料等散装货物。具有两侧自翻，自动开、关门的功能，（以下简称为自翻车），可节省人力，减轻劳动强度。该车利用机车提供的风源自动倾斜货物。用它既可以最大限度地简化卸货场地设施，又能更好地适应大中小型厂、矿及发电站厂的使用。国外的自翻车起步时间早，品种多样化。与国外相比，我国自翻车发展较晚，无论品种和数量都难以适应当代货运快速发展的需要。国产自翻车与国外相比有以下不足：1.自重大2.最高运行速度低3.品种少4.关键技术缺乏基础研究1.1.2.本设计课题的意义我国60至70年代自动倾翻车的发展较快，品种相对较多，而进入80年代到90年代几乎没有什么新产品，但构想方案仍有一些。从满足铁路货运发展的角度看，应大力研制相同吨位、不同容积、适应不同运行线路的低自重、构造速度高的多品种自翻车，以适应冶金、煤炭等行业的发展。本文以载重80t自翻车为研究对象，首先通过对其原理、结构、进行分析，了解自翻车的结构特点特性，为自翻车的结构设计及分析提供一定参考建议。然后通过理论分析并选定方案，同时计算各个构件的相关数据，来设计自翻车。然后通过Solidedge进行运动仿真，绘出输出构件的相关数据曲线。本文的研究成果为自翻车的结构设计及稳定性分析提供参考，也为以后的机械设计积累了一定得经验。1.2.本文主要研究的内容载重80t气动自翻车车体包括车箱、底架两部分。车箱由车箱底架、侧墙、端墙等三大部件组成，其主要承载件由板材Q450和型钢Q345组焊而成。车体底架结构主要用材为Q450NQRI高强度耐大气腐蚀钢。整个结构由中梁、枕梁及端梁等组成箱型焊接结构。本文以载重80t气动自翻车车箱、底架为研究对象，主要研究内容如下:1.根据设计要求，设计出相应的方案，计算自翻车相关构件的参数，用CAD软件绘出确定方案的二维图，再利用三维软件Pro/E建立自翻车三维实体模型，为自翻车的运动仿真做准备。2.根据车辆动力学中有关稳定性的理论，对自翻车卸货过程中的稳定性进行分析和计算。在检验自翻车车箱设计稳定性的基础上，对影响自翻车稳定性的因素进行分析，进而提出提高自翻车稳定性的措施。2.自翻车设计2.1.自翻车卸货原理分析2.1.1.卸货时的情况1.以下图片是自翻车卸货时的情景：2.自翻车机构运动图以及相关给定参数如下所示：载重80自重38.7t容积35.4m3商业运